据介绍，天津站至天津西站地下直径线西起天津西站，向东出站1028米后进入地下，下穿河北大街下沉式互通志成道快速路，在规划地铁6号线上方通过后左转下穿海河，沿海河东岸下穿永乐桥、金钢桥、规划地铁4号线、[[狮子林桥]]后继续左转下穿滨海道至胜利路，然后右转下穿西货场和[[京山铁路]]后钻出地面，上跨五经路立交后引入天津站。总长约5公里，其中隧道长3.35公里，为特大单洞双线铁路隧道，设计时速为80公里，乘客乘坐高铁列车从天津站到天津西站地下单程用时不到4分钟。

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